Mikä on synteettinen proteiini?
Sisällysluettelo:
Synteettiset proteiinit ovat ihmisen aikaansaamia molekyylejä, jotka jäljittelevät tosi-proteiinien toimintaa ja rakennetta. Proteiinit ovat elämän keskeisiä, koska ne ohjaavat lähes kaikkia soluprosesseja, mukaan lukien useimpien elävissä soluissa esiintyvien reaktioiden aloittaminen. Vuoden 2011 alkupuolella Princetonin yliopiston tutkijat rakensivat ensimmäiset keinotekoiset proteiinit, jotka pystyvät ylläpitämään elämää soluissa.
Päivän video
Merkitys
Synteettisissä proteiineissa on geneettisiä sekvenssejä, joita ei näy luonnollisissa proteiineissa. Keinotekoisen proteiinin rakentaminen, joka voi ylläpitää elämää, on merkittävä, koska se osoittaa, että elimistölle tarvittavat molekyyliset osat eivät rajoitu luonnossa esiintyviin proteiineihin ja geeneihin. Luonnossa proteiineja tuotetaan ohjeista, jotka koodataan solu-DNA: han. Tutkijat ovat pitkään etsineet synteettisiä proteiineja, jotka toimivat luonnollisina proteiineina erilaisiin biolääketieteellisiin sovelluksiin, mukaan lukien terapeuttiset lääkkeet, joita voidaan antaa suun kautta, koska entsyymit eivät heikennä niitä.
Yale Universityn tutkijat tekivät ennen vuoden 2011 läpimurtoa uraauurtavaa työtä, jossa he loivat proteiinimaisia rakenteita, joilla oli monia todellisten proteiinien tunnusmerkkejä. Näihin kuuluvat poikkeuksellinen stabiilisuus, kyky taittaa ja avata, sekä aminohapposivuketjujen sisempi ydin, jotka poistuvat vedestä.
Komponentit
Proteiinin identiteetti ja biologinen aktiivisuus sanelee sen ainutlaatuinen aminohappojen sekvenssi, joka on proteiinin rakennuspalikoita. On noin 20 aminohappoa. Aminohapot puolestaan sisältävät atomit, mukaan lukien vety, hiili, typpi, happi ja rikki. Aminohappoja voidaan myös synteettisesti valmistaa. Princetonin tutkimus avaa mahdollisuuden luoda synteettisiä proteiineja, joilla on samat tehtävät kuin luonnolliset proteiinit. Princeton-tutkija Michael Fisher vertaa tätä ottamaan lauseen, muuttamaan sanoja ja testaamalla sitten lauseen, jos se säilyttää merkityksensä uusista sanoista huolimatta, toteaa yliopiston online-julkaisu, News at Princeton.
Taitto
Kunkin proteiinin aminohapposekvenssit määräävät, kuinka proteiini kääntyy kolmiulotteiseksi rakenteeksi, mikä puolestaan vaikuttaa rakennelman stabiilisuuteen. Proteiinien on taitettava toimimaan. Synteettisten proteiinien luominen voi auttaa tutkijoita ymmärtämään tätä biologista prosessia. Tämän prosessin ymmärtäminen voi avata tietämyksen tutkijat tarvitsevat ymmärtää Alzheimerin taudin kaltaisia sairauksia, koska aivojen proteiinien hajoaminen voi johtaa tähän tilaan. Ymmärtäminen siitä, miten proteiinit taittuvat, voivat myös auttaa tutkijoita löytämään yhdisteitä, jotka estävät proteiinien hajoamisen.
Vastaamattomat kysymykset
Synteettisiä proteiineja käsittelevät tutkijat toivovat myös ymmärtävän, miksi tietyt aminohapposekvenssit ovat keskeisiä ihmisen olemassaololle Geenitekniikan, tekniikan ja bioteknologian uutisten mukaan."Ihmiskeho tuottaa noin 100 000 erilaista proteiinia, mutta Princeton-tutkimus osoittaa kuitenkin, että monia muita potentiaalia on. Kysymys siitä, ovatko nämä 100 000 proteiinia jotenkin erityistä vai onko evoluutio yksinkertaisesti edennyt tekemään enemmän lajikkeita ei ole vielä vastattu.
Synteettisten proteiinien luominen voi myös auttaa tutkijoita oppimaan lisää solu-signaloinnista ja immuunivasteista taudinaiheuttajille Illinois-yliopiston mukaan.
